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随着风能利用的迅速增长,风力发电技术受到广泛关注,而叶片作为风力发电机的关键部件,其研究越来越受到重视,为此世界各国都在积极研究开发新的翼型,中国也不例外。我国的风力发电技术与国外相比还存在一定的差距,因此本文就5kW风力机的叶片进行研究,主要研究内容如下:1、根据现有的风力机叶片设计理论,在考虑叶尖损失和阻力影响的情况下,选用Wilson设计模型,首先通过MATLAB软件编程计算获得沿叶片半径不同截面处的扭转角和弦长;然后通过Profiling软件获得翼型坐标数据,并基于点坐标的几何变换,求得各叶素上点的空间实际坐标;最后通过Pro/E软件绘制叶片的三维模型。2、基于节省材料和成型工艺难易的考虑,叶片选择D型结构的空心形式。首先对叶片进行受力分析,在量化载荷的基础上,假设叶片不发生自激振动,根据叶片的受力特点并在满足强度要求的前提下通过MATLAB编程对其铺层厚度进行计算,确定合理的铺层结构;其次,基于叶片的实体模型通过ANYSY软件中的壳单元确定叶片的空心模型及D型结构形式;最后,运用ANYSY软件对叶片进行静力分析和模态分析。通过静力分析验证叶片结构设计是否合理,由模态分析可获得叶片的固有频率和在受力情况下的频率及振动形态。3、基于模态分析结果,选取结果中的第一阶振型作为研究对象。首先,对叶片变形较大部位的翼型进行气动分析,比较叶片变形前后的翼型气动性能变化;其次,对叶片变形前后的三维流场进行气动分析,比较叶片变形前后的整体气动性能变化及风能利用率情况。4、研究翼型弯度变化对翼型气动性能的影响,通过改变翼型不同弦长处的弯度,观察翼型气动性能的变化,从而得到气动性能更优的翼型。